CT观察膝骨性关节炎患者股骨远端旋转解剖标志的研究

张可 杨桂姣

[摘要] 目的 基于CT扫描重建研究膝骨性关节炎患者股骨远端旋转解剖标志的变化。 方法 62例行全膝关节置换术手术的汉族患者，行双下肢全长X线及膝关节64排CT平扫图像。在X线全长片上测量股骨与胫骨机械轴夹角（mFTA）；利用膝关节64排CT平扫获取三维重建股骨远端解剖结构，测量股骨后髁角（PCA）、髁扭转角（CTA）、外科上髁轴线与临床上髁轴线夹角（CSA）。对测量所得膝关节力线角度及股骨远端旋转角做组内不同性别及侧别的统计学比较，并行膝关节力线改变与股骨远端旋转角变化的相关性分析。 结果 ①mFTA平均为（8.07±1.38）°，PCA平均为（2.71±0.91）°， CTA平均为（6.80±0.79）°； CSA平均为（3.78±0.39）°，所有对比在不同性别及不同侧别间差异无统计学意义（P>0.05）。②mFTA与PCA（r=-0.730）、CTA（r=-0.437）、CSA（r=-0.337）均呈负相关。 结论 膝关节骨性关节炎患者的股骨远端解剖标志发生改变；PCA的改变同膝关节骨性关节炎严重程度有关，与性别及侧别无关。在全膝关节置换中，不能单纯依靠上述某一标志作为确定股骨远端旋转的参考标准，应综合考虑多条轴线来确定股骨旋转力线。

[关键词] 膝骨性关节炎；关节成形术；旋转力线；解剖；CT；三维重建

[中图分类号] R816.8 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2015）17-0017-03

随着社会老龄化进展，骨性关节炎（osteoarthritis， OA）已成为人类常见的骨关节疾病之一。人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty， TKA）作为严重膝关节炎常用的终极治疗手段，取得了良好的效果。TKA术中股骨假体的旋转力线是影响术后膝关节功能恢复和假体寿命的重要因素[1]。故如何在术中准确确定股骨旋转力线，做到个体化截骨，使植入假体真正匹配人体膝关节，是目前临床医师一直以来不断追求的目标[2]。而膝关节骨性关节炎患者的股骨远端旋转解剖标志是否与健康人群有异，为此我们对2013年3月～2014年10月临汾市人民医院骨科收治的膝关节骨性关节炎患者进行了研究，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

共纳入患者62例（74膝），其中男20例，女42例，年龄52～79岁，平均（66.02±6.33）岁，左侧41膝，右侧33膝。纳入标准：①诊断为膝关节骨性关节炎，均为膝内翻，达到行TKA手术指征者；②均行下肢全长X线检查及膝关节64排CT平扫，且数据及图像可获取者；③民族为汉族。排除标准：①类风湿关节炎者；②创伤性膝关节炎者；③既往患膝关节感染或既往有截骨病史者；④非汉族患者；⑤无法获取X线及CT数据者。

1.2 研究方法

拍摄下肢全长X线片，依据Paley D[3]所定义的下肢力线的测量方法测量膝内翻角（mFTA股骨机械轴与胫骨机械轴之间的夹角）。CT扫描均采用我院磁共振室64排CT设备对膝关节扫描+三维重建，选取图像最为完整的横断面图像，确定解剖标志。见封三图3。

1.3 统计学方法

采用SPSS19.0软件包（SPSS公司，美国）进行统计学分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，各组数据采用单因素方差分析（ANOVA），两组间比较采用t检验；PCA、CTA与临床资料、冠状面各力线角度之间的相关性采用Pearson相关性分析，P<0.05表示差异有统计学意义，P<0.01表示差异有显著统计学意义。

2 结果

2.1 膝内翻角测量结果

膝内翻角（mFTA）总体平均为（8.07±1.38）°，其中男性平均（8.03±1.41）°，女性平均（8.09±1.45）°，女性数值高于男性，但组间差异无统计学意义（P>0.05）；左侧膝平均（7.76±1.24）°，右侧膝平均（8.38±1.21）°，左右膝组间差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 不同性别及不同侧别间膝内翻角测量结果比较（x±s，°）

2.2 股骨远端各旋转角角度结果

后髁角（PCA，外科上髁轴线与股骨后髁线的夹角）总体平均为（2.71±0.91）°，其中男性平均（2.42±0.01）°，女性平均（2.85±0.84）°，男女组间差异无统计学意义（P>0.05）；左侧膝平均（2.86±0.99）°，右侧膝平均（2.52±0.76）°，左、右膝组间差异无统计学意义（P>0.05）。髁扭转角（CTA，股骨临床上髁轴线与股骨后髁线的夹角）平均为（6.80±0.79）°，其中男性平均（6.52±0.75）°，女性平均（6.93±0.78）°，男女组间差异无统计学意义（P>0.05）；左侧膝为平均为（6.84±0.79）°，右侧膝平均为（6.75±0.80）°，左、右膝组间差异无统计学意义（P>0.05）。外科上髁轴线与临床上髁轴线夹角（CSA）平均为（3.78±0.39）°，其中男性平均（3.72±0.42）°，女性平均（3.92±0.28）°，男女组间差异无统计学意义（P>0.05）；左侧膝为平均（3.86±0.37）°，右侧膝平均（3.69±0.41）°，左、右膝组间差异无统计学意义（P>0.05）。见表2、3。

表 2 不同性别间股骨远端各旋转角度测量结果比较（x±s，°）

2.3膝关节力线与股骨远端旋转角的相关性分析

膝内翻角（mFTA）与后髁角（PCA）、髁扭转角（CTA）、外科上髁轴线与临床上髁轴线夹角（CSA）均呈负相关，相关系数分别为-0.730、-0.437、-0.337。PCA、CTA、CSA均随mFTA的增加而减小，见表4、5。

表4 mFTA与PCA、CTA、CSA相关性分析

表5 内翻组不同mFTA角度范围PCA、CTA、CSA情况（x±s，°）

3讨论

众所周知，膝关节置换术中股骨假体旋转对位不良的直接后果将会导致髌骨处于脱位或者半脱位状态，这势必会使假体磨损加剧，应力遮蔽几率增加，久而久之会导致关节屈伸间隙不平衡或股胫对位的股骨远端旋转解剖标志[9-15]，以求为TKA术中精确截骨提供解剖证据支持。但以上所开展的研究均是选取健康人群做研究对象，有关不同程度的骨性关节炎患者的股骨远端旋转解剖标志是否改变，以及能否作为TKA术中截骨的参考标志，目前尚未见广泛报道。

关于膝关节骨性关节炎患者不良，或并发假体松动或假体周围骨折，最终导致手术的失败[4，5]。当前常用于确定股骨旋转力线的方法有外科上髁轴线、临床上髁轴线、后髁线和前后轴线，结合胫骨机械轴线采用张力法根据膝关节屈曲间隙定位股骨旋转角度[6]。

目前临床上常用的TKA置换系统均提供股骨侧旋定位导板，参考后髁轴线平均外旋3°进行截骨，这主要基于两点考虑：一是由于胫骨平台正常有-3°的内倾角，二是由于西方人股骨后髁角平均值在3°～4°之间[7]，我们知道不同人种骨骼解剖形态数据是存在差异的。目前国内使用的进口假体大多是依据西方人的膝关节骨骼解剖形态进行设计的，国人在选择假体时往往要选择减号的假体，截骨不当将会造成假体安装的不匹配[8]。故国内相继开展了很多研究来评测国人甚至不同生活区域人群股骨远端旋转解剖标志的变化，国外日本学者Yoshino等[16]给出的48例骨性关节炎患者后髁角平均值为（3.0±1.6）°，并认为测量结果同骨性关节炎的严重程度无关；Matsuda等[17]报道的膝内翻骨性关节患者髁扭转角与正常人无异，而膝外翻畸形患者髁扭转角则明显增大，因此他认为髁扭转角的增加与股骨后外侧髁的变异有关。

本研究结果表明本研究所测得的内翻膝中，PCA、CTA、CSA与mFTA呈负相关，提示膝内翻畸形主要来自胫骨侧，随着膝内翻的增大，PCA越小。膝关节骨性关节炎患者股骨远端解剖结构的改变，特别是股骨的磨损，导致了上述角度的改变，分析其原因，可能是屈曲过程中，股骨髁特别是兼具屈伸和展收、旋转功能的股骨内侧髁，受到了严重的磨损，外侧髁仅承担屈伸活动，磨损相对较轻，这也是膝骨性关节炎患者膝内翻多于膝外翻的原因之一。目前全膝关节置换术中，习惯采用厂家推荐的基于西方人的参考后髁轴线外旋3°的截骨模型进行截骨，就此研究而言，在膝内翻患者中，大多数PCA分布在2°～4°，约占80.6%，虽然在临床上认为PCA在（3±1）°（2°～4°）的膝关节均可以依照股骨后髁轴线外旋3°的方法进行截骨，但如果依次进行操作，在本试验的膝内翻患者中仍有近20%的患者将会得不到合理截骨。

综上，PCA、CTA及CSA在骨性关节炎患者中均发生不同程度变化，且与膝内翻角的大小即骨性关节炎的严重程度有关，股骨远端旋转角度的改变同膝关节骨性关节炎严重程度有关，与性别及侧别无关；在全膝关节置换中，不能单纯依靠上述某一解剖标志或某一轴线作为确定截骨参数的唯一参考标准，应综合考虑多条参考轴线来确定股骨旋转力线。

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（收稿日期：2015-03-31）